Обзор FORSITE vPod — комплексного решения VDI с vGPU на базе отечественной платформы виртуализации ROSA Virtualization и протокола Loudplay. Часть 2

Для данного обзора мы с коллегами провели ряд исследований и измерений производительности системы с виртуальными машинами и протокола Loudplay в различных рабочих нагрузках. Особое внимание уделили производительности виртуальных рабочих станций для САПР и приложений разработки медиаконтента.

Также мы уделили внимание вычислительным возможностям виртуализированных CPU и GPU. Для демонстрации мы создали виртуальную машину с близкими к популярным конфигурациям персональных компьютеров и рабочих станций характеристиками.

Модель сооружения в художественной работе, визуализируемая в Blender Cycles GPU в виртуальной машине с GPU NVIDIA A16-16Q. В Blender использована CUDA-версия ядра Cycles GPU

Виртуальная машина, используемая в тестах, обладает следующими характеристиками:

• CPU: 6 vCPU cores (на базе AMD EPYC)
• GPU: NVIDIA A16-16Q (на базе NVIDIA A16 GPU)
• RAM: 32 GB выделяемой виртуальной машине RAM
• HDD: 512 GB виртуальный HDD, размещенный в выделенном NAS

vGPU NVIDIA A16-16Q был выбран в качестве наиболее производительного решения для работы с 3D-графикой, САПР и визуализацией. Один vGPU NVIDIA A16-16Q предоставляет 16384 Mb (16 Gb) графической памяти, максимальное поддерживаемое разрешение 7680×4320 пикселей. Но в нашем случае мы выбрали наиболее распространенное разрешение Full HD (1920x1080), оно оптимально для передачи данных по сети Интернет и позволяет стабильно выполнять кодирование/декодирование видеопотока.

Для теста на стороне клиента было использовано стандартное подключение к сети Интернет, предоставляемое оператором Билайн в Екатеринбурге, скорость подключения до 100 Мбит/сек. По факту мы получали скорость в 55-70 Мбит/сек.

Все тесты передавались по протоколу Loudplay со скоростью в 6-10 Мбит/сек, с частотой в 60 кадров в секунду. С такой же скоростью велась запись экрана для демонстрационных видео на стороне клиента с помощью OBS Studio.

Расстояние между сервером с виртуальной машиной в дата-центре (Санкт-Петербург) и клиентом (Екатеринбург) составило чуть более 1800 километров.

Возможности для работы с САПР

Приложения САПР всегда были зависимы от наличия полноценного GPU в рабочей станции. При использовании программного геометрического и графического ядра — ядра, отвечающего за операции над геометрией, параметрической моделью и визуализацию модели в окне проекции, — нагрузка на центральный процессор была велика, ведь необходимо было не только рассчитать модель и все зависимости, но еще и выполнить визуализацию модели, а сложная и детализированная визуализация всегда требует определенного времени и ресурсов для вычислений.

Дискретный графический процессор всегда позволяет переложить вычисления графики с центрального процессора. Это значительно увеличивает отзывчивость приложения, скорость работы пользователя и уменьшает время получения результата, даже после множества итераций.

Особое место занимают вычисления общего назначения, выполняемые средствами GPU. Такие API, как NVIDIA CUDA, OpenCL и DirectCompute, предоставляют все возможности для ускорения вычислений в хорошо распараллеливаемых алгоритмах. Помимо этого, графический ускоритель выполняет кодирование/декодирование видео; например, при просмотре видео в web-браузере или в аппаратно-ускоренном видеоплеере.

В наукоемких задачах GPU позволяют увеличить производительность вычислений в таких рабочих нагрузках, как гидродинамика, моделирование физических процессов, моделирование химических процессов и многих других вычислительных задачах, требующих высокой производительности и ориентированных на высокую точность.

Развертывание комплексных систем для проектирования и управления проектами

Сейчас активно развиваются такие индустрии, как машиностроение и строительство, все проекты обладают большим количеством взаимосвязанных между собой элементов, организованных в единых моделях и базах данных. Если раньше требовалось создавать сложные решения, закупать серверы для баз данных, коллаборативной работы, организации пользователей, то сейчас активно внедряются технологии виртуализации и консолидации систем в едином виртуализированном окружении. Так, пользователи могут работать над проектом и его элементами, а также над документацией и сметами в своих выделенных виртуальных машинах с необходимым прикладным ПО. Управление доменом и всеми пользователями также может быть реализовано как в виртуальном сервере, так и в отдельном физическом сервере, но установленном в одной стойке с серверами виртуализации и NAS или SAN-хранилищем.

Базы данных и системы коллаборативной работы также могут быть развернуты как в виртуальных серверах, так и на выделенных физических серверах. Все данные, необходимые в работе коллаборативных систем и для виртуальных машин хранятся на NAS или SAN.

Для высокой производительности работы всех компонентов системы подразумевается реализация высокопроизводительной сетевой инфраструктуры. Внутри предприятия все тонкие клиенты могут быть подключены к виртуальным машинам как через локальную сеть в 1-2,5 Гбит/сек, так и посредством современного Wi-Fi поколений Wi-Fi 5 (802.11ac) и Wi-Fi 6 (802.11ax).

В качестве устройств-клиентов могут выступать терминалы с дисплеями, клавиатурой и мышью, ноутбуки как отдельные устройства, так и с подключенными к ним дисплеями.

3D-проектирование/работа с 2D-чертежами

Первые тесты, которые мы провели, были посвящены производительности виртуальной рабочей станции в работе с САПР, а также качеству изображения и реакции удаленной системы на команды пользователя, реализуемые через протокол Loudplay VDI.

Для тестов были выбраны T-FLEX CAD и Renga. T-FLEX CAD является превосходным примером машиностроительного САПР, а пакет Renga использован в качестве примера САПР в области проектирования и строительства.

Тесты в T-FLEX CAD 17

Пакет САПР T-FLEX CAD 17 от компании «Топ Системы» является отличным примером классического машиностроительного САПР, использующего ядро Parasolid и его возможности. По сути, любой пакет САПР, использующий то или иное геометрическое и графическое ядро в своей основе, является интерфейсом над его возможностями с реализацией собственных функций, расширяющих функционал ядра. Данные в стандартизированных форматах передают между другими САПР и системами управления проектами и коллаборативной работы. Ядро Parasolid является превосходным примером для демонстрации возможностей не только для моделирования, но и для аппаратной визуализации трехмерного пространства на основе API OpenGL.

Настройки параметров графического ядра T-FLEX CAD 17

Драйвер NVIDIA vGPU предоставляет тот же функционал, что и драйвер NVIDIA RTX (Quadro), позволяет выбрать необходимые настройки оптимизации под приложение и ядро, что существенно может повысить производительность труда инженера и качество отображения модели.

Пример сглаживания линий в зависимости от выбранного режима в параметре Сглаживание

Отмечу, что современные графические ускорители способны работать с высокой отдачей даже при максимальном качестве графики, особенно для сглаживания линий и фильтрации текстур. Но важную роль по-прежнему играет оптимизация драйвера и реализация специфических для графического ядра функций.

Демонстрация работы vGPU с различными графическими элементами. A — сглаживание x0, B — сглаживание x64. Оригинальный скриншот разрешением 1920x1080 пикселей, увеличен на 400%.

На иллюстрации выше приведен пример работы vGPU над различными элементами интерфейса в пакете T‑FLEX CAD. Текст визуализируется отдельным слоем и использует функции механизма работы со шрифтами и композита элементов интерфейса в ОС Windows. Буфер 3D-вида находится на слое ниже и выделен в отдельный буфер виртуального пространства, визуализируемый GPU. Здесь все функции по фильтрации и сглаживанию, выполняемые GPU с трехмерным пространством, будут выполняться именно в рамках выделенного буфера, находящегося уровнем ниже слоя со списком операций и элементов модели. Сам же список обрабатывается поверх буфера и использует стандартные механизмы композитинга Windows.

Отмечу, что драйвер профессиональных GPU и vGPU хорошо оптимизирован для работы с наложением одних элементов интерфейса на другие и обработки различных буферов и последующий композитинг, а также вывод итогового результата на экран с большой глубиной цвета. Помимо этого, высокая точность и уровень сглаживания линий и фильтрации текстур в трехмерном буфере всегда доступны в драйвере для профессиональных GPU и vGPU; у игровых GPU обычно существует ограничение на уровни фильтрации текстур и сглаживания, хотя оно и условно.

Комплексные САПР предоставляют минимум два режима работы графического ядра — аппаратный и совместимый. Если первый, аппаратный режим, использует все возможности графического процессора и требователен к наличию полноценного графического ускорителя в системе, то второй, режим совместимости, предназначен для систем со слабыми графическими ускорителями, например в гибридных CPU (CPU с интегрированной графикой) или в программном режиме с минимальным набором возможностей для настройки отображения виртуальных моделей в видовых окнах.

Демонстрация режима совместимости и аппаратного режима отображения виртуальной модели в T‑FLEX CAD 17

На рисунке выше приведен пример отображения трехмерной параметрической модели в виртуальном пространстве T-FLEX CAD в двух различных режимах работы графического ядра. Вверху — режим совместимости (compatible mode), внизу — аппаратный (hardware mode) с задействованными возможностями vGPU NVIDIA A16-16Q.

В режиме совместимости графическое ядро использует возможности GPU по минимуму или полностью перекладывает задачи по визуализации модели на плечи CPU. В таком случае все возможности по аппаратному затенению, качественному сглаживаю линий и высококачественному затенению выключаются.

По-иному выглядит модель в аппаратном режиме графического ядра. Аппаратное ускорение выполняется виртуальным GPU NVIDIA A16-16Q и осуществляет полноценное затенение поверхностей, наложение и высококачественную фильтрацию текстур, сглаживание линий и кривых с высоким качеством (выбран режим x32), а также аккуратное отображение полупрозрачных поверхностей, без эффекта пересечения граней поверхностей.

Обратите внимание на загрузку GPU. В обоих случаях виртуальный GPU был использован для вычислений и обработки графики и кодирования и декодирования видеопотока в процессе подготовки и передачи посредством протокола Loudplay. В режиме совместимости GPU был нагружен всего на 9% от своей производительности, но в режиме аппаратного ускорения графики GPU использует 28-29% от своей производительности.

Также графический ускоритель в режиме аппаратного ускорения использовал на 66% больше памяти, чем в режиме совместимости. Объем графической памяти занимают текстуры и более детализированные поверхности со всеми эффектами визуализации, доступными в графическом ядре САПР.

В представленном вашему вниманию видео наглядно представлена работа с САПР T-FLEX CAD 17, развернутой в виртуальной машине и подключенной к удаленному рабочему столу посредствам протокола Loudplay. Запись видео велась на системе-клиенте с частотой в 60 fps (кадр/сек). Настройки протокола Loudplay были следующие:

• Video Stream Speed: 6-10 MBit
• Lag Resistance: Medium
• Resolution: 1920 x 1080 pix (Full HD)
• Frames Per Second: 60

Расстояние между сервером в Санкт-Петербурге и клиентом в Екатеринбурге составило около 1800 км (измерено по дорогам на картах Яндекс).

Как вы можете видеть, протокол Loudplay справляется с передачей кодированного видеопотока на достаточно большое расстояние с достаточно низкой задержкой, что позволяет вполне комфортно работать с удаленным виртуализированными рабочими станциями и виртуализированными персональными компьютерами.

У меня не было сложностей в работе с моделью в T-FLEX CAD, навигацией в трехмерном пространстве и в пространстве чертежа. Высокое качество изображения позволило работать даже с небольшими элементами и инструментами моделирования в T-FLEX CAD.

Тесты в Renga BIM

С машиностроительными САПР дела всегда обстояли хорошо, разработчики систем превосходно понимали своих клиентов и их потребности. Но с AEC направлением все всегда было странным. Так как архитектура зачастую «отдает» художественностью и легкой небрежностью в стилизации образов, в САПР для проектирования зданий и сооружений реализовано много дополнительных стилей и методов представления модели внутри трехмерного пространства и при подготовке документации.

У решений Autodesk на данный момент есть выверенная архитектура графических ядер, опирающаяся на возможности API DirectX (Direct 3D) и использующая возможности GPU для визуализации трехмерных моделей. Помимо этого, Autodesk активно продолжает поддерживать программную реализацию графического ядра, сохраняя при этом все основные функциональные возможности. Полноценное ускорение со стороны GPU используется для следующих режимов представления виртуального пространства:

• realistic mode
• ambient occlusion
• surface transparency
• anti-aliasing

Отечественная платформа для проектирования Renga изначально обладала хорошими возможностями для представления трехмерных моделей в видовых окнах. Графическое ядро разрабатывалось при поддержке компании NVIDIA и хорошо оптимизировано для работы с графическими ускорителями NVIDIA GeForce и NVIDIA RTX, а также может полноценно работать в виртуальных машинах с vGPU.

Приложение Renga, запущенное в виртуальной машине с NVIDIA A16-16Q vGPU. Активны все возможности графического ядра Renga

Отечественный пакет САПР для архитектуры и проектирования инженерных сетей Renga предоставляет классический набор инструментов для архитекторов и проектировщиков, охватывающий большинство задач в проектировании как небольших, так и масштабных зданий и сооружений.

Графическое ядро Renga, как и в аналогичных приложениях, выполняет визуализацию трехмерной параметрической модели как в режиме сетки, так и в режимах стандартного затенения и затенения с эффектами, улучшающими визуальное представление модели в видовом окне.

Графическое ядро разработано с участием специалистов корпорации NVIDIA и достаточно хорошо оптимизировано для работы с графическими процессорами NVIDIA и ее системой драйверов.

Мы провели небольшой тест на модели панельного 11-этажного здания.

В ходе теста с Renga в режиме отображения модели Wireframe (Каркас) было отмечено, что протокол Loudplay в ряде действий не справляется с кодированием множества линий, что приводит к ухудшению визуального результата. Однако этого не было замечено в процессе тестов в T-FLEX CAD. Эта особенность может потребовать увеличения пропускной способности протокола Loudplay, что может повлиять на применение канала связи с большей пропускной способностью. Но внутри локальной сети, внутри предприятия таких серьезных деструктивных эффектов компрессии не будет заметно.

В остальных режимах отображения модели Renga показала хорошую производительность, и не было отмечено серьезного ухудшения в работе алгоритма компрессии, используемого в Loudplay.

Страницы с подшивками документов и планами здания также визуализировались на высоком уровне качества. При этом протокол Loudplay превосходно выполнял передачу потока с высоким качеством изображения.

Благодаря оптимизациям графического ядра, заложенным совместно с инженерами NVIDIA, у Renga хорошая производительность в виртуальных машинах с vGPU, что делает ее подходящим решением для развертывания в централизованных VDI-решениях, предоставляя удобный инструментарий всем специалистам, работающим как локально в офисе, так и удаленно.

Компьютерная графика и визуализация

Современная компьютерная графика и анимация являются одним из ведущих направлений деятельности творческих специалистов. Она не ограничивается только визуализацией трехмерных моделей. Существует несколько направлений в компьютерной графике, требующих достаточно высокой производительности от рабочих станций и вычислительных серверов. Помимо этого, в индустрии активно набирает обороты привлечение специалистов на аутсорсе, но при этом есть требования, когда необходимо соблюдать сохранность конфиденциальной информации.

Студии активно внедряют концепцию клиент-серверных решений для реализации виртуализированных рабочих станций и применения VDI для работы сотрудников как внутри офиса, так и за его периметром.

Стоит отметить важный момент. Так как для производства высококачественной графики и обработки больших массивов графических данных требуются высокопроизводительные рабочие станции, тепловыделение таких систем очень высоко. Если студия располагает небольшим офисом, в котором работает достаточно большое количество CG-художников, наличие не только одной, а в ряде случае, даже трех систем, создает достаточно большой поток теплого воздуха от рабочих станций, что значительно повышает температуру и сушит воздух в помещении. Сейчас вывод рабочих станций в отдельный ЦОД активно развивается на студиях компьютерной графики и анимации. Системы развертываются в отдельном помещении как в виде установленных в стойку рабочих станций, так и целых серверов виртуализации с vWS и vPC, обеспеченных полноценным ускорением графики и вычислений за счет vGPU. Сами художники работают с виртуальными рабочими станциями как через подключение через тонкие клиенты с двумя дисплеями и всей необходимой периферией, так и с обычного ноутбука с подключенными к нему дисплеями и периферией. Так можно работать и с MacBook Pro, и с Windows/Linux PC/Ноутбук с приложением для подключения к удаленному рабочему столу с необходимыми инструментами.

В каких областях компьютерной графики востребованы производительные графические ускорители? Ответ будет очень прост. Во всех! И это не шутка. Практически все современные графические редакторы, или редакторы 3D-графики, используют возможности OpenGL и DirectX и специфические для данных API функции, поэтому наличие в рабочей станции полноценного GPU обеспечит наиболее оптимальную производительность в работе художника.

Особое внимание стоит уделить оборудованию виртуальных рабочих мест для работы с 3D-графикой и анимацией, монтажа видео, кодирования/декодирования видео и стриминга, композитинга секвенций для VFX, а также для высококачественной визуализации 3D-графики и анимации современными path-traced ядрами визуализации.

Возможность создания multi-GPU конфигураций виртуальных машин позволяет распределять нагрузку между различными приложениями и процессами, активно использующими GPU для вычислений. Практически все приложения для компьютерной графики и анимации предоставляют инструменты, использующие API NVIDIA CUDA и OpenCL для ускорения вычислений, что важно учитывать при создании виртуальных рабочих станций (vWS).

Системные решения, входящие в FORSITE vPod, предоставляют все возможности для создания высокопроизводительных vWS для достижения максимальной производительности в работе CG-художников и аниматоров.

Разработчикам компьютерных игр и интерактивных приложений также необходимо наличие высокопроизводительных GPU, что может быть достигнуто в серверах FORSITE EGX с vGPU. Системные администраторы могут выделить виртуальной машине столько ядер/потоков CPU и столько GPU, сколько необходимо для выполнения рабочих задач.

Рассмотрим два примера работы приложений для media & entertainment в vWS на базе FORSITE vPod.

Демонстрация работы Blender на vWS

Пакет компьютерной графики, анимации и визуализации Blender становится востребованным у независимых CG-художников, а также занимает определенное место в производственном конвейере ряда студий и в небольших проектах. Возможности Blender очень обширны, и в ряде из них он превосходит известные и давно ставшие стандартом де-факто коммерческие пакеты, такие как Autodesk Maya и SideFX Houdini.

Информация о vGPU в Blender. Благодаря полноценному GPU-ускорению вы можете использовать все возможности графического ядра Blender, а также выполнять визуализацию с помощью ядер EEVEE и Cycles GPU

Как любое другое приложение для компьютерной графики и анимации, Blender активно использует возможности GPU для представления трехмерной модели и ее затенения в видовом окне проекции. В Blender вообще все основано на активном использовании возможностей библиотеки OpenGL как для работы с трехмерным пространством, так и для отображения всех основных элементов интерфейса. Поэтому наличие полноценного графического ускорителя положительно влияет на производительность работы художников и аниматоров.

Отдельного внимания заслуживает ускорение вычислений общего назначения, реализуемое с помощью API CUDA и OpenCL. В пакете Blender реализовано много инструментов, активно использующих возможности GPU для ускорения вычислений. Особое внимание уделяется тесселяциии геометрии, деформации геометрии в процессе анимации, трансформации цветовых пространств, визуализации 3D-сцен и моделированию физических эффектов (динамика, жидкости и газы, взрывы).

Глобальные настройки ядра визуализации Cycles GPU. В виртуализированных рабочих станциях с vGPU вы можете использовать как один vGPU, так и несколько, доступных для виртуальной машины

Ядро визуализации Cycles использует возможности NVIDIA CUDA и библиотеки NVIDIA OptiX, предоставляющей пользователям функции, задействующие ядра RT Cores, используемые в современных GPU для реализации аппаратной трассировки луча.

В тестировании мы уделили особое внимание возможностям воспроизведения анимации с высоким качеством визуализации в видовом окне проекции. Протокол Loudplay был настроен на скорость потока в 10 Мбит/сек и частоту в 60 кадров/сек.

В представленной выше демонстрации видно, что протокол Loudplay превосходно справляется с передачей потока видео при воспроизведении анимации в режиме высокого качества визуализации средствами ядра EEVEE. При переключении в режим Wireframe мы можем наблюдать аналогичные с Renga артефакты компрессии видеопотока, которые обычно решаются увеличением пропускной способности канала связи и увеличением качества в настройках протокола, но мы были ограничены двумя факторами: дальностью доступа и пропускной способностью подключения к сети Интернет.

Но важным преимуществом является то, что протокол Loudplay превосходно позволяет работать аниматорам, создающим анимацию с частотой в 24 и выше кадров в секунду, что очень критично для оценки выполняемой аниматором работы.

Демонстрация работы DaVinci Resolve 18 на vWS

В работе с видеоматериалами, а также в процессе обработки секвенций кадров и композитинге также востребована высокая производительность системы, способной предоставить пользователям скорость воспроизведения в 24 и выше кадров в секунду. Примером требовательной к частоте кадров и к высокой производительности дисковой подсистемы являются системы видеомонтажа и композитинга.

Воспроизведение секвенции кадров в DaVinci Resolve 18 в виртуальной машине с vGPU

Особенностью работы с системами монтажа видео и композитинга, являются необходимость наличия высокопроизводительной дисковой подсистемы. А в случае работы с vWS, сервер с виртуальной машиной должен быть подключен к системе хранения данных (СХД) по высокоскоростному оптическому каналу, это позволяет обеспечить высокую производительность при воспроизведении, кодировании и декодировании видео или секвенций кадров. Для обеспечения стабильной работы, необходимо создать виртуальные машины, обеспеченные как высокой производительностью ЦП и графического ускорителя, так и сети, при этом, сеть может быть представлена несколькими устройствами, каждое выполняющее определенную функцию.

На иллюстрации выше продемонстрирована загрузка виртуализированного жесткого диска, размещенного в СХД. Чем выше пропускная способность внутренней сетевой инфраструктуры, тем выше производительность виртуальной дисковой подсистемы и будет ниже нагрузка на виртуальной жесткий диск. Декодирование видео во время воспроизведения выполняется с использованием ресурсов CPU и GPU.

Важным плюсом систем виртуализации является гибкость конфигурации vWS. Если специалист работает с большими массивами данных или требуется повышенная производительность, виртуальной машине можно выделить большее количество ядер и потоков CPU, а также несколько GPU. Это важно для работы с такими приложениями, как DaVinci Resolve.

DaVinci Resolve 18 позволяет выбрать определенный GPU для вычислений и кодирования/декодирования видео. На скриншоте представлен выбор конфигурации GPU с vGPU NVIDIA A16-16Q

Приложения для композитинга интенсивно используют возможности GPU и API OpenGL для создания сложных многокомпонентных композиций, например для сложных сцен с эффектами в кинофильмах. Помимо этого, ряд инструментов для решения технических задач используют возможности NVIDIA CUDA и OpenCL для увеличения производительности. Для работы с инструментами на основе нейросетей поддержка полноценного GPU-ускорения также будет в приоритете.

Внутри единой стойки можно развернуть несколько серверов, как для виртуализированных рабочих станций, так и для вычислений. Таким образом развертывается локальная ферма визуализации, а все данные хранятся в СХД.

Протокол Loudplay прекрасно справился с кодированием/декодированием цветовой информации в обрабатываемом в примере изображении, что важно при работе с коррекцией цвета в изображении или секвенции кадров. Внутри vWS мы можем работать с линейным цветовым пространством и производить его трансформацию в необходимое цветовое пространство, применяя возможности vGPU и системы трансформации цвета DaVinci Resolve или OpenColorIO и стандарта ACES.

Особенности Loudplay для работы с media & entertainment приложениями

В DCC-приложениях зачастую используются специализированные контроллеры и устройства ввода. Так, в 2D-графике художники применяют графические планшеты и специальные мониторы с перьевым вводом, например от компании WACOM, Xencelabs или XPPen. На текущий момент протокол Loudplay ограниченно поддерживает возможности графических планшетов и мониторов с перьевым вводом. В новых версиях разработчики реализуют поддержку проброса таких USB-устройств, как графические планшеты и специализированные контроллеры SpaceMouse и CadMouse от 3DConnexion.

С другой стороны, благодаря изначальной ориентации на стриминг игровых и интерактивных приложений, протокол Loudplay предоставляет обширную поддержку игровых контроллеров, например XBox, SONY PlayStation и других. Что будет полезным для специалистов, разрабатывающих компьютерные и видеоигры, а также интерактивные приложения.

Разработчики Louplay активно ведут разработку и реализуют поддержку многих устройств перьевого ввода, и в будущих обновлениях CG-художники смогут полноценно использовать все возможности своих графических планшетов.

Офисные приложения и vPC’s

Отдельного внимания заслуживают менее производительные системы. В виртуализированных средах давно прижилось понятие vPC. Это менее производительные, сродни среднестатистическому ПК виртуальные машины с небольшим количеством потоков CPU и vGPU, использующим только определенный процент от всех возможностей физического GPU. Так, мы можем на одном физическом GPU развернуть до 4 vGPU, что позволяет создавать системы для работы с офисными приложениями и web-браузерами.

По своей природе, vGPU для vPC не имеют никаких ограничений, кроме определенного процента выделенной производительности объема виртуальной графической памяти. В остальном пользователи получают полноценный функционал графического ускорителя с поддержкой DirectX, OpenGL, Vulkan, NVIDIA CUDA, OpenCL, DirectCompute.

На иллюстрации ниже приведена диаграмма сравнения производительности двух настольных рабочих станций и виртуальной рабочей станции на базе FORSITE EGX.

Сравнение производительности двух рабочих станций на компонентах разных поколений и виртуальной рабочей станции (vWS) в тесте BASEMARK | WEB 3.0

Как видно из диаграммы выше, производительность виртуальной машины практически сопоставима по производительности современной настольной рабочей станции. Мы сравнили vWS на базе FORSITE EGX с двумя системами, доступными автору на рабочем месте. Первая система (#1) создана в 2021 году, вторая система (#2) создана в 2013 году. Виртуальная рабочая станция показала стабильно высокий результат в тесте BASEMARK | WEB 3.0. Учитывая, что виртуальной машине было выделено 6 виртуальных ядер ЦП и 1 vGPU NVIDIA A16-16Q, удалось получить результат, незначительно уступающий системе с 10 ядрами/20 потоками и GPU NVIDIA GeForce RTX 3090.

Тестирование показывает возможность применения с vGPU всех возможностей WebGL напрямую в web-браузере. Это актуально в современных системах управления проектами и системах общих данных, используемых в процессе проектирования и создания контента.

К примеру, возможности ускорения WebGL со стороны vGPU будут полезны в работе с такими сервисами и системами, как платформа для автоматизированной работы с данными BIM-модели в строительстве — Tangle.

Платформа Tangle активно использует возможности графического ядра на основе WebGL и других современных решений для визуализации 3D-графики в web-сервисах. Иллюстрация предоставлена ООО «Тангл»

Для визуализации 3D-моделей в web-приложениях нет необходимости в наличии высокопроизводительной графической подсистемы. Виртуальные машины vPC позволяют обходиться меньшей по производительностью конфигурацией, но при этом оставляя поддержку всех современных стандартов графики.

Помимо web-платформ, vPC превосходно подходят для работы с офисными приложениями, презентациями и просмотра контента. Так как доступны все возможности обычного ПК с хорошей графикой, офисные приложения, использующие графические эффекты, будут полноценно функционировать в vPC.

Благодаря vGPU виртуальные машины типа vPC позволяют без снижения производительности воспроизводить видео на популярных online сервисах, таких как YouTube, Vimeo, RUTUBE, VK Video и других. Это позволяет комфортно работать с просмотром видео и воспроизведением медиа.

Выводы и оценка решения

С технологиями виртуализации рабочих станций и vGPU я знаком давно. Еще с выходом первого решения на базе GPU NVIDIA Kepler я активно изучал возможности виртуализации с полноценным GPU-ускорением.

Спустя 10 лет мы получили очень функциональное и гибкое решение для виртуализации, предоставляющее обширные возможности для работы нескольких специалистов не только на полноценной системе, но и в целой локализованной сетевой инфраструктуре.

Отечественные разработчики платформ виртуализации подготовили и реализовали богатый набор инструментов, охватывающий потребности практически всех пользователей, нуждающихся в гибкой и масштабируемой платформе.

Если ранее, для vWS, мы могли использовать исключительно импортные технологии виртуализации и управления инфраструктурой виртуализации, то сейчас у нас есть все необходимые инструменты и возможности конфигурации виртуализированных рабочих пространств с большим количеством пользователей.

Протестированные решения на базе FORSITE vPod показали свою состоятельность в качестве ведущей платформы виртуализации для построения инфраструктуры с vWS и vPC с полноценным GPU-ускорением, которую можно активно применять в проектных организациях различного масштаба и даже с возможностями децентрализации коллектива. Система виртуализации и гипервизор предлагают комплексные решения не только для управления инфраструктурой, но и для развертывания клиентских систем. Сейчас активно ведется разработка отечественных САПР и решений коллаборативной работы с поддержкой Linux, что в будущем позволит создавать полноценные решения для проектирования и расчетов, а также управления проектами на базе ОС семейства Linux как на физических, так и на виртуальных рабочих станциях.

Широкая доступность высококачественного подключения к сети Интернет в больших агломерациях предоставляет обширные возможности для применения виртуализированных рабочих мест с vGPU. Это способствует привлечению сотрудников из других городов и регионов, а также предоставляет гибкие возможности для удаленной работы сотрудникам, находящимся на больничном или пожелавшим работать из дома.

Приглашение к тестированию FORSITE vPod

Я приглашаю вас к тестированию FORSITE vPod с вашим набором инструментов и данных для полноценной оценки возможностей vWS с vGPU. Специалисты компании FORSITE всегда рады пойти навстречу и реализовать различные конфигурации систем даже для самых требовательных рабочих нагрузок и САПР.

Вы можете полностью развернуть все необходимые приложения и подключить свои лицензии, а также разместить все необходимые для тестов данные и модели.

Запросить тестирование FORSITE vPod и систем с vGPU можно по ссылке.

ООО "ФОРСАЙТ Северо-Запад". erid: 2SDnjdgwvYi